李石川，王 刚，陈元泰，马 榜，倪凯捷，王 鹏

(中国航天科工集团8511研究所，江苏 南京 210007)

0 引言

自1956年，首枚红外制导导弹——响尾蛇空空导弹服役以来，红外制导导弹一直是各型飞机的最大威胁[1]。保护飞机免遭红外导弹攻击，始终是各国面临的重大课题。针对红外导弹的威胁,为提高飞机的生存力,国内外专家高度重视红外对抗措施的研究。目前，机载红外诱饵系统是效费比最高、应用最广泛的对抗手段[2-3]。近年来，诸多新型红外诱饵技术应运而生，如光谱匹配技术、轨迹优化技术和面源干扰技术等，总的来说包括两条主要思路：其一是使诱饵在尽可能多的特征上与载机平台保持一致，实现“示假”；其二是产生大量、大面积的强辐射信号，掩盖或改变真实平台的信号特征，实现“隐真”。为了对抗更为先进的红外导引头，机载红外干扰技术正在向着多种体制复合、智能化和战术化的方向发展。

1 机载红外诱饵技术

1.1 点源红外诱饵

点源型红外诱饵就是传统的曳光弹，主要组分是镁粉、聚四氟乙烯树脂和氟橡胶(MTV)，燃烧时生成大量氟化镁和碳颗粒，燃烧火焰温度高达2000℃～3000℃，红外辐射强度远大于飞机目标的辐射强度，理论和实践均证明其是对抗第一、二代红外导引头的有效干扰技术[3]。MTV红外诱饵目前仍然被各国军方广泛采用，如战术飞机装备的M206、MJU-7A/B、FG-6，海军飞机装备的MJU-10A/B、FG-9，转动翼飞机装备的M206、FG-3、DSTL-46等，以色列还在传统MTV点源诱饵的基础上研制了MULTI-BLU多点诱饵，增加了导引头信号处理的难度，增强了干扰效果，如图1所示。

1.2 光谱匹配型诱饵

第三、四代红外导引头采用多光谱识别技术提高红外导弹的抗干扰能力。光谱匹配型诱饵就是针对这种趋势而发展起来的。

不同的飞机平台具有不同的红外辐射特征，战术飞机的尾向和侧向红外辐射主要来自于尾喷管和热羽烟，峰值波长集中在3～4 μm；旋翼飞机的辐射特征峰值则更接近长波。传统MTV诱饵燃烧温度过高，峰值波长集中在1～2 μm。双色或三色导引头可以根据飞机目标和诱饵分别在不同波段的辐射强度之比来剔除诱饵信号[4]。红外诱饵的燃烧光谱调节主要通过诱饵剂的配方调整实现，例如选择在特定波段能够受激发光的材料，或者减弱诱饵剂燃烧时的能量积累和二次燃烧特性，降低火焰温度，使其辐射曲线更贴近平台的辐射特征。

光谱匹配诱饵的代表有合金表面公司为F-15/F-16战术飞机设计的MJU-51A/B高光谱自燃诱饵，为C-130和OA-10等低特征飞机设计的MJU-50B低光谱自燃诱饵；英国Wallop公司针对不同的飞机平台和使用环境研发的适用于旋翼飞机的DSTL-02(空军)、HS2S(海军)和适用于固定翼飞机的DSTL-24(空军)和HS6S(海军)等光谱匹配型红外诱饵。

1.3 轨迹优化型诱饵

第三代红外导引头引入轨迹识别算法提高了红外导弹的抗干扰能力。

为了对抗轨迹识别技术，研究人员通过改善诱饵弹气动布局、加装自推进系统或采用载机拖曳的方式，使诱饵在发射后在一定程度上克服空气阻力和重力的作用，能够在较长时间内与载机保持相似的运动状态，诱饵与目标信号同时处于导引头波门内，无明显位置差异，导引头无法依据轨迹或位置信息滤除诱饵信号，迫使其跟踪多个信号源的质心。轨迹优化诱饵发射时，载机相应迅速做出大角度机动，则能以假乱真迷惑导引头，从而摆脱导弹的追踪。

1.3.1气动改型诱饵

如图2所示的气动改型诱饵主要用于对抗具有分离速率检测的红外制导导弹，通过在诱饵前端加装流线型金属风帽，改善气动外形，使其在射出后能在一定程度上克服阻力的作用，并在相对较长的时间内稳定飞行，减少翻滚，从而确保发射后与载机慢速分离。由于随着飞机飞行速率的提升，气动阻力会迅速增大，高速条件下，简易的风帽改性对阻力的影响微乎其微；另外，在高速战机上适配前向释放器，会产生大量的问题，如释放器释放诱饵后，弹壳的空腔在高速气流中的共振问题。因此这种气动型诱饵主要应用于运动速度相对较低的直升机和运输机平台上。

气动型诱饵的代表性产品有Chemring公司研发的DSTL-22红外诱饵，外形尺寸为24.64 mm × 24.64 mm× 206 mm，质量205 g，其中有效载荷约105g，可与AN/ALE-40、45和47等系列的美军标准投放器配套使用。以色列军事研究院研发的FG-8和美军装备的M212也属于气动改型诱饵。

1.3.2推进型诱饵

推进型诱饵是针对气动改性诱饵无法应用于高速战机的缺陷而设计的轨迹优化型红外诱饵。通过加装微型发动机和弹翼，实现推进型诱饵在高速条件下的无控稳定飞行，使其运动速度和轨迹特征尽可能与战机平台保持相似；其内部添加的红外、推进复合燃烧剂在保证推进比冲的同时，控制配方组分使其具有与战机平台相似的红外辐射光谱和辐射强度，增强其对红外导引头的迷惑效能。

典型的推进型红外诱饵是Chemring公司研发的K-7，如图3所示。该弹尺寸为51.82mm ×24.64mm × 206 mm，质量540g，发射质量460g，可ALE-40、45和47等系列的美军标准投放器配套使用，发射时红外辐射强度高于2.0 kW/sr，红外推进剂燃烧时间超过1.5s，形成有效干扰的时间小于0.1s。

1.3.3拖曳型诱饵

拖曳型诱饵投放器通常安装于载机挂架后方，载机感知到攻击威胁后，投放器释放拖曳诱饵弹，诱饵弹与载机通过弹头部位的高强度复合绳和1553B数据总线实现物理和通信连接，弹内装有合金表面公司生产的自燃箔片材料和步进马达，马达工作即可将自燃材料按一定的速率推出弹体，与空气接触后发生自燃并释放红外干扰信号，其红外特征可由推出速率调节。

诱饵弹释放初期，诱饵弹与载机相距较近，其释放的干扰信号与载机融为一体，随后通过弹体与投放器间的连接线控制诱饵弹与载机平台距离增大，同时控制步进马达调节自燃材料推出速率，有效控制其红外干扰信号强度，这一方式可以有效迷惑具有上升时间识别的红外导引头。最终诱饵弹将在载机后方数十米至百米的位置伴随飞行，并持续释放强于载机的红外干扰信号，诱饵弹的干扰信号与载机运动速度和轨迹保持一致。配合载机机动调节辐射强度，可有效迷惑具有轨迹识别和目标轨迹预测等抗干扰能力的红外导引头，将红外导弹引向诱饵，保护载机平台免受攻击。

拖曳型诱饵对于点源和小目标成像阶段的红外导引头具有极大的迷惑性。虽然成像导引阶段导引头可以通过目标轮廓区分出诱饵与载机，但是由于空战对抗具有高机动性和瞬时特征，若红外导弹在小目标阶段成功被拖曳诱饵诱骗，导弹飞近目标即使发现轮廓特征不匹配，载机已不在导引头的波门范围内时，导弹也无力再扩大波门重新锁定继续追踪载机了。

拖曳型诱饵的强干扰效能引起了各国军方的重视。早在1995年，美国Raytheon公司就获得了美国海军用于研制适配于F-14 和 F/A-18战机的AN/ALE-50(V)拖曳型诱饵的定购合同，后来又将之改型并加装到B-1B轰炸机，F-15和F-16战机上。AN/ALE-50(V)拖曳诱饵的释放状态如图4所示。

1.4 面源红外诱饵

单纯的点源红外诱饵极易被先进成像导引头识别并滤除，面源红外诱饵就是针对成像导引头的这一特点提出的新型红外干扰技术。其工作时在导引头视场中产生大面积的红外辐射云团，既能够在一定程度上掩盖平台的辐射特征，而且其辐射光谱更贴近真实的目标红外信号，对红外导引头的迷惑性更强。

1.4.1自燃箔片型面源红外诱饵

自燃箔片红外诱饵技术是美国合金表面公司开发的一种利用大比表面活性金属箔片在空气中快速氧化放热，产生特定波段红外辐射的新技术。其有效干扰载荷称为“表面多孔合金材料”(SMD)，材料本身具有极大比表面积，生产和运输过程均需严格隔绝空气，使用时抛洒到空中，多孔金属箔片与空气中的氧气迅速发生氧化还原反应，在1s内温度迅速升高至700℃～800℃，释放出与飞机羽烟相似的红外辐射。

多孔金属箔片由不同的合金及金属氧化物加工复合而成，通过改变其组份可以方便的实现反应温度、反应速度和辐射光谱的调节，同时结合其大辐射面积和长留空时间的特征，可以很好地改善点源诱饵在辐射特征和空间形状上与载机存在的明显差异，有效对抗红外成像制导导弹[5]。

合金表面公司结合空战战术应用策略，采用不同的释放方式将自燃箔片技术拓展到了各型飞机平台上。M211是合金表面公司为美军一体化红外对抗计划(SIIRCM)开发的用于保护直升机免受便携式红外导弹和机载空空导弹威胁的面源红外诱饵，适配于美军ALE-40、45和47等标准投放器，工作时由BBU-35B或M796脉冲抛射管将自燃箔片材料抛出弹壳，形成大面积红外辐射云团，掩盖平台红外特征，诱使导弹跟踪诱饵云团。抛射形式的诱饵弹另有适配于AV-8B，F/A-18和P-3等舰载飞机的MJU-49B，适配于C-130，OA-10和F-16等飞机的MJU-64/B和MJU-66/B等[6]。

MJU-52/B或称为BOL-IR诱饵是在美国海军支持下，瑞典萨伯公司和合金表面公司专为高速喷气式战机联合设计研制的战术红外诱饵。

BOL-IR诱饵并未采用传统的火工燃气抛射，而是在飞机的导弹挂架内部安装了特殊的机械释放装置，通过步进电机控制将如图5所示尺寸为58 mm×53 mm×4.9 mm装有自燃材料的药包推出，步进电机的频率可由控制计算机根据作战策略进行智能调节，药包推出后，自燃箔片的密封包装被破坏，自燃材料与空气接触自燃，同时在发射装置和机翼共同产生的尾流涡流作用下分散，形成大面积红外干扰信号，可有效增强载机平台的红外干扰自卫能力[7]。

1.4.2液体面源诱饵

液体面源诱饵自燃材料为羟基铝，是一种常温下呈液态的强还原性物质，一旦与空气接触就会剧烈氧化燃烧，产生大面积红外辐射云团，起到红外诱饵的作用。在未击发状态时，液体羟基铝密封存储于特殊材料制成的诱饵弹壳内，诱饵弹发射时，火工品作用，将液体储罐推出弹壳，并打碎储罐，使羟基铝在特定方向上喷出，喷出的液体在空气流中迅速燃烧，火焰可长达数米，与喷气式飞机的尾喷焰的实际尺寸相近，具有极大的迷惑性。代表性产品为加拿大防御公司为战斗机研制的MJU-5188诱饵弹和为低特性运输机研制的MJU-5130B诱饵弹，尺寸均为Φ36mm×158mm，单发液体面源诱饵作用时间[1]为1.5s。

2 红外诱饵使用策略研究

2.1 红外制导与诱饵干扰特征

红外制导属于被动寻的制导系统，具有隐蔽性好、角分辨率高、抗干扰性能好等诸多优点。红外制导导弹发射后，导引头持续接收来自目标和背景的红外辐射信号，经光学调制和信息处理，得出目标的位置参数信号，并依据所得的目标位置信息，控制导弹持续跟踪和飞向目标。红外制导技术历经多年发展，从早期的几乎不具备抗干扰能力的第一、二代红外点源制导技术，至今已发展出具有多元、多光谱探测器，以十字交叉/玫瑰花扫描等调制体制，具备全向攻击能力的第三代红外制导技术；以及采用线列阵或多元凝视焦平面成像探测器，通过多种算法提取目标特征和方位，利用能量、形状、轨迹、光谱等多种特征来区分目标和干扰，具备强抗干扰能力的第四代成像型制导技术。

干扰红外制导系统的诱饵技术则是利用红外导引头对视场中红外辐射信号敏感的特征，在感知来袭威胁特征和精确评估平台自身红外目标特性的基础上，通过释放虚假或压制性辐射信号，使红外导引系统无法正确导引，从而降低其命中概率。通常，红外诱饵装备释放后，在特定的空域中产生一个或多个与平台辐射频谱、运动特征和形态特征均相似的红外假目标，迷惑导引头，使导引头无法正确识别出真实目标信号；或者在平台附近形成高强度、大面积的红外辐射源，压制导引头，使导引头无法快速有效的截获真实目标的辐射信号。为摆脱导弹的追踪，红外诱饵装备释放时，载机平台迅速机动，从而尽快脱离导引头视场空域。

2.2 投掷式红外诱饵组合投放策略

由于投掷式红外诱饵的释放延迟和辐射源作用时间均较短，其使用策略主要是响应式投放，即在载机平台的红外告警系统提示导弹逼近后，由飞行员手动或计算机自动根据固有程序投放干扰诱饵，并配合不同的载机机动躲避来袭导弹的攻击。投掷式红外诱饵的投放策略不仅与干扰弹的释放延迟、持续时间、辐射强度、运动轨迹等参数有关，而且与载机和来袭导弹的相对飞行速度、载机机动能力及来袭导弹的制导体制等均密切相关。传统的投掷式诱饵使用策略主要包括干扰弹的投放时机、投放间隔、投放组数以及投放数量等。

随着红外导引头抗干扰能力的提升和凝视成像导引技术的应用，单纯采用点源诱饵的干扰策略逐渐失效。结合面源诱饵“隐真”特性和光谱匹配、轨迹优化诱饵“示假”特性的组合式投放已成为对抗先进红外成像导引头的主要策略之一。当载机感知到红外威胁时，首先释放面源诱饵掩盖自身的红外特征，使来袭导引头无法持续锁定和跟踪真实目标；同时，在平台机动的向相反方向发射光谱特征与载机相似的气动假目标诱饵，使导引头错误的截获假目标信号，并导引飞向假目标。“隐真”诱饵与“示假”诱饵的组合使用不仅能提升对先进红外成像制导导弹的干扰效能，而且能减少干扰资源的消耗，延长载机的任务时间，是机载诱饵对抗策略的重要发展方向之一。

2.3 拖曳式红外诱饵使用策略

拖曳式红外诱饵的运动特征与载机保持高度一致，其在投放后仍然与载机牵连在一起运动，并采用特殊的结构和辐射特性优化，可与载机保持完全相似的辐射特性，拖曳式红外诱饵装备的释放延迟和辐射源持续时间均较长，其使用方式主要是预知式投放，即在载机进入高危险任务区域后，提前释放诱饵辐射源，并根据来袭目标的方位、速度、导引体制等特征，控制拖曳诱饵产生不同强度的辐射特征，迷惑导引头。

对抗传统的采用能量质心跟踪原理的导引头，只需控制拖曳诱饵保持最大辐射强度，同时载机以最大过载规避；对抗光谱识别型点源导引头，需控制拖曳诱饵与载机辐射强度相似，同时载机采取隐身措施，减弱载机的信号强度，并以最大过载机动规避；对抗成像型红外导引头时，在对抗初期点成像阶段，应控制诱饵产生最强辐射，当进入亚成像阶段时，则控制诱饵与载机辐射强度保持相似，同时载机采取隐身措施，并以最大过载机动规避[8]。

3 结束语

红外诱饵技术将随着红外制导体制和技术的发展不断改进和升级，红外诱饵的使用策略也将随着诱饵装备、载机平台机动、威胁感知和战场 态势评估等能力的提升而不断改进和提高。随着告警装备对来袭威胁的类型、方位、距离等特征的甄别能力提升，载机平台对自身在不同战场环境和来袭目标方向的红外辐射特征评估更加精准，未来机载红外诱饵将在组成、结构及使用策略方面变得更加具有针对性。不同载机平台在不同作战环境下的红外对抗形式和对抗策略的特异性将更加凸显，单种装备和几条固定策略“包打天下”的时代将成为过去。■

参考文献：

[1] 王鹏, 黄烽, 王刚,等. 国外机载面源红外诱饵技术发展分析[J]. 航天电子对抗, 2016, 32(3): 49-52.

[2] 淦元柳, 蒋冲, 刘玉杰,等. 国外机载红外诱饵技术的发展[J]. 光电技术应用, 2013, 28(6): 13-17.

[3] 赵非玉, 马春孝, 卢山,等. 机载红外诱饵技术的发展[J]. 舰船电子工程, 2012(3): 20-22.

[4] 陈春生, 代梦艳, 黄伟,等. 红外双色诱饵剂性能测试研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2017, 37(5): 1368-1373.

[5] 淦元柳, 王晓飞, 郭宝录. 国外面源型红外诱饵技术的装备与发展[J]. 舰船电子工程, 2009(9): 23-27.

[6] 李韬锐, 童中翔, 黄鹤松. 空战对抗中面源红外诱饵干扰效能仿真[J]. 红外与激光工程, 2017(9): 81-88.

[7] 马榜, 万纯, 周建波. 面源红外诱饵对多元红外导引头的干扰效能分析[J]. 航天电子对抗, 2016, 32(5): 12-17.

[8] 王超哲, 童中翔, 李琳. 拖曳式红外诱饵干扰仿真与使用方法[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(2): 446-451.